胸腺素β4是广泛分布于脊椎动物体内的一种蛋白质，具有多项生物学功能，能够调节肌动蛋白聚合、解聚，促进细胞迁移，促进细胞分化和血管新生，抗细胞凋亡，在创伤修复、角膜修复和心肌修复方面极具药物开发潜力，市场需求较大，目前还没有上市。目前胸腺素β4主要通过两种途径生产，化学合成法技术难度与成本很高，而通过基因工程重组蛋白表达的方法是现阶段最好的方法。本实验室前期已经构建好重组大肠杆菌，能够高效可溶表达重组胸腺素β4融合蛋白。本论文首先对工程菌的摇瓶发酵工艺进行了系统的研究，包括接种量、装液量、诱导时机、IPTG浓度、诱导温度、诱导时间。最终菌液OD600高于1.5，目的融合蛋白的比例高于40%。本项目原有发酵工艺在30L发酵罐规模的菌体产量为20g/L(干重)左右，为了提高单位体积发酵液中目的蛋白含量，从而提高生产效率，本论文对发酵工艺进行了优化。用一种反馈控制补糖策略代替原来的补糖方法，并通过正交实验对诱导后培养温度、发酵液pH、补料培养基碳氮比进行优化，最后研究了诱导时机的影响。建立的高密度发酵工艺菌体产量可达55g/L以上，培养时间在18小时左右，目的蛋白表达量与低密度发酵工艺基本相同。初步建立了从高密度发酵菌体中获得胸腺素β4的分离纯化工艺。破菌后采用镍离子金属螯合层析纯化融合蛋白，之后通过凝胶过滤将咪唑去除，然后用凝血酶对融合蛋白进行切割，最后用阴离子交换层析将包括融合标签在内的大部分的杂质去除，获得了高纯度的胸腺素β4。在玫瑰花结实验中，用胸腺素β4孵育后，猪淋巴细胞结合红细胞的能力明显提高，玫瑰花结的比例提高了10%以上，证明纯化获得的胸腺素β4有良好的生物活性。